地热系统作用下红层软岩力学性能试验研究

作     者：周其健 马德翠 邓荣贵 康景文 祝全兵 ZHOU Qi-jian;MA De-cui;DENG Rong-gui;KANG Jing-wen;ZHU Quan-bing

作者机构：西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司四川成都610051 中冶成都勘察研究总院有限公司四川成都610023 中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610213 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2020年第41卷第10期

页      面：3333-3342页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0813[工学-建筑学] 0901[农学-作物学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：四川省科学技术厅资助项目(No.2019GFW176)。 

主　　题：泥岩 石膏岩 地热系统 试验研究 建筑下沉 

摘      要：地热能源是目前绿色建筑的发展趋势,但红层软岩分布地区出现的系列建筑地基病害问题与地源热系统关系尚不清楚。依托成都某建筑群事故调查项目,研究了有无地热系统作用下泥岩、石膏岩的工程特性,并基于室内试验模拟,研究了不同加热方式、不同温度及不同浸水时间等因素下岩石宏观力学特性和微观结构特征。结果表明:(1)同一场地有无地热系统对岩石力学性质影响甚微,但有地热系统时岩体中裂隙发育数量明显增多,累积张开度明显增大;(2)随着浸泡时间增加,泥岩最大含水率可达30%以上,石膏岩含水率超不过15%,泥岩浸水软化效应较石膏岩显著,二者力学指标随含水率增加呈负指数型下降,石膏岩因晶粒大小不同,离散性大;(3)天然状态下石膏岩呈脆性破坏,泥岩呈延性破坏,石膏岩水岩界面溶蚀作用效应显著,随着石膏岩由表及里溶蚀加剧,温度变化效应对岩体内生裂隙萌发起一定促进作用;(4)在20~50℃温度变化范围内,石膏岩抗压强度随温度呈抛物线变化,而泥岩单调升高;(5)地热管与岩体间填筑不密实容易形成渗水通道,改变水动力条件,动水作用下使石膏岩裂隙及软弱夹层溶蚀加剧,形成更大空洞,从而诱发沉降。